Johanna Wokalek, nata a Freiburg im Breisgau nel 1975, ha frequentato il Max-Reinhard-Seminar di Vienna dopo il liceo. Ha cominciato a lavorare per il cinema quando ancora studiava interpretando tra gli altri Aimee & Jaguar (1998) e la serie televisiva di Jo Baier Der Laden (1998). Dopo il diploma, è entrata a far parte della compagnia Bonn Schauspiel dove è rimasta per tre anni. Nel 1999, ha vinto il premio Alfred Kerr per l'interpretazione di "Rose Bernd", diretto da Valentin Jeker. Successivamente è passata al Vienna Burgtheater dove ha interpretato tra gli altri il ruolo della protagonista di "Das Käthchen von Heilbronn" e "Emilia Galotti". Nel 2003 ha vinto il premio Bavarian Film per l'interpretazione di Lene nel film diretto da Hans Steinbichler Hierankl, per il quale ha vinto anche i premi Förderpreis Deutscher e un Adolf Grimme d'oro. Rainer Kaufmann l'ha scelta per il ruolo della protagonista della miniserie in tre episodi della ZDF "Die Kirschenkönigin" nel 2003, ma il grande successo cinematografico è arrivato nel 2005, con il film diretto da Til Schweiger Barefoot seguito da numerosi ruoli televisivi e cinematografici tra cui ricordiamo il dramma ambientato nel mondo dell'alpinismo e diretto da Philip Stölzl North Face (2008). Nel 2008 l'attrice ha vinto il premio Bambi come "Migliore Attrice Tedesca" (premio della giuria) per l'interpretazione di Gudrun Ensslin nel film di Uli Edel La banda baader meinhof seguito dal premio Diva "per la migliore interpretazione dell'anno" nella categoria "Attrice dell'anno".
Johanna Wokalek è membro permanente della compagnia teatrale Vienna Burgtheater. Tra breve tornerà sugli schermi con il film di Lars Kraume Die Kommenden Tage accanto a Daniel Brühl e August Diehl.